Tipi di collegamenti spiegati
Prima di leggere questo articolo, potresti anche goderti il nostro Nozioni di base sull'articolo dei collegamenti qui.
Un collegamento è un meccanismo formato collegando due o più leve. I collegamenti possono essere progettati per cambiare la direzione di una forza o far muovere due o più oggetti contemporaneamente. Molti dispositivi di fissaggio diversi vengono utilizzati per collegare i collegamenti insieme, ma consentono loro di muoversi liberamente come perni, bulloni a filo terminale con dadi e rivetti liberamente montati. Esistono due classi generali di collegamenti: semplici collegamenti planari e collegamenti specializzati più complessi; Entrambi sono in grado di eseguire compiti come la descrizione di linee rette o curve ed eseguire movimenti a velocità diverse. I nomi dei meccanismi di collegamento qui dati sono ampiamente ma non universalmente accettati in tutti i libri di testo e riferimenti. I collegamenti possono essere classificati in base alle loro funzioni primarie:
- Generazione di funzioni: il movimento relativo tra i collegamenti collegati al frame
- Generazione del percorso: il percorso di un punto tracciante
- Generazione del movimento: il movimento del collegamento dell'accoppiatore
Semplici collegamenti planare
Quattro diversi collegamenti planare semplici mostrati di seguito sono identificati dalla funzione:
- Collegamento a movimento inverso, Fig A sotto può far muovere oggetti o forze in direzioni opposte; Questo può essere fatto utilizzando il collegamento di input come leva. Se il perno fisso è equidistante dai perni in movimento, il movimento di collegamento di output egualirà il movimento del collegamento input, ma agirà nella direzione opposta. Tuttavia, se il perno fisso non è centrato, il movimento di collegamento di output non sarà uguale al movimento di collegamento input. Selezionando la posizione del perno fisso, il collegamento può essere progettato per produrre specifici vantaggi meccanici. Questo collegamento può anche essere ruotato attraverso 360 °.
- Il collegamento push-pull, Fig. B, può far muovere gli oggetti o la forza nella stessa direzione; Il collegamento di output si sposta nella stessa direzione del collegamento di input. Tecnicamente classificato come un collegamento a quattro barre, può essere ruotato attraverso 360 ° senza cambiare la sua funzione.
- Il collegamento parallelo-movimento, Fig. C, può far muovere oggetti o forze nella stessa direzione, ma a una distanza fissa. I perni mobili e fissi sui collegamenti opposti nel parallelogramma devono essere equidistanti per questo collegamento a funzionare correttamente. Tecnicamente classificato come un collegamento a quattro bar, questo collegamento può anche essere ruotato attraverso 360 ° senza modificarne la funzione. I pantografi che ottengono l'alimentazione per i treni elettrici dai cavi aerei si basano sul collegamento a moto parallele. Disegnare pantografi che consentono di copiare manualmente i disegni originali senza rintracciare o fotocopiatura sono anche adattamenti di questo collegamento; Nella sua forma più semplice può anche mantenere i vassoi degli strumenti in posizione orizzontale quando vengono aperti i coperchi della cassetta degli attrezzi.
- Il collegamento a campana, Fig. D, può cambiare la direzione degli oggetti o della forza di 90 °. Questo collegamento suonava i campanelli prima che fossero inventati i clapper elettrici. Più recentemente questo meccanismo è stato adattato per i freni in bicicletta. Ciò è stato fatto bloccando due pezzi di campana piegati di 90 ° in direzioni opposte per formare pinze. Stringendo le due leve del manubrio collegate alle estremità di input di ciascuna manovella, le estremità di uscita si muoveranno insieme. I blocchi di gomma sulle estremità di uscita di ogni manovella pressa contro il bordo della ruota, fermando la bicicletta. Se i pin che formano un perno fisso sono ai punti medi delle pedivelle, il movimento di collegamento sarà uguale. Tuttavia, se tali distanze variano, è possibile ottenere un vantaggio meccanico.
Collegamenti specializzati
Oltre a modificare i movimenti di oggetti o forze, sono stati progettati collegamenti più complessi per svolgere molte funzioni specializzate: questi includono il disegno o la traccia di linee rette; Spostamento di oggetti o strumenti più velocemente in una corsa di retrazione che in una corsa di estensione; e convertire il movimento rotante in movimento lineare e viceversa. I collegamenti specializzati più semplici sono collegamenti a quattro battute. Questi collegamenti sono stati abbastanza versatili da essere applicati in molte applicazioni diverse. I collegamenti a quattro barre hanno in realtà solo tre collegamenti in movimento ma hanno un collegamento fisso e quattro giunti o perni. Un meccanismo utile deve avere almeno quattro collegamenti ma gli assembly a circuito chiuso di tre collegamenti sono elementi utili nelle strutture. Poiché qualsiasi collegamento con almeno un collegamento fisso è un meccanismo, sia i collegamenti paralleli e push-pull menzionati in precedenza sono tecnicamente macchine.
I collegamenti a quattro barri condividono proprietà comuni: tre collegamenti mobili rigidi con due di essi dipendenti da basi fisse che formano un frame. I meccanismi di collegamento sono in grado di produrre moto rotanti, oscillanti o alternativi mediante la rotazione di una manovella. I collegamenti possono essere utilizzati per convertire:
- Rotazione continua in un'altra forma di rotazione continua, con un rapporto di velocità angolare costante o variabile
- Rotazione continua in oscillazione o oscillazione continua in rotazione, con un rapporto di velocità costante o variabile
- Una forma di oscillazione in un'altra forma di oscillazione o una forma di reciprocità in un'altra forma di reciprocità, con un rapporto di velocità costante o variabile
Esistono quattro modi diversi in cui i collegamenti a quattro barre possono eseguire inversioni o rivoluzioni complete sui punti pivot fissi. Un collegamento a pivot è considerato il membro input o driver e l'altro è considerato l'output o il membro guidato. Il collegamento mobile rimanente è comunemente chiamato collegamento di collegamento. Il collegamento fisso, incernierato da pin o perni a ciascuna estremità, è chiamato collegamento di fondazione.
Il meccanismo a manovella, figro sopra, dimostra la seconda inversione. Il collegamento più breve AB è adiacente all'AD, il collegamento di fondazione. Link AB può creare un 360 Revolution, mentre il CD di collegamento opposto può solo oscillare e descrivere un arco.
Il meccanismo a doppio rocker, sotto, dimostra la terza inversione. Link AD è il collegamento di fondazione ed è di fronte al collegamento più corto BC. Sebbene Link BC possa creare una vera e propria 360 Revolution, entrambi i collegamenti di pivot AB e CD possono solo oscillare e descrivere gli archi.
La quarta inversione è un altro meccanismo a manovella che si comporta in un modo simile al meccanismo mostrato di seguito
Generatori di linea retta
I collegamenti che sono in grado di descrivere le linee rette sono noti come generatori a linea retta. Questi collegamenti sono componenti importanti in vari tipi di macchine, in particolare macchine utensili. Le dimensioni dei collegamenti rigidi svolgono un ruolo importante nel garantire che questi meccanismi funzionino correttamente.
Un esempio di generatore di linea retta è il generatore di linea retta di Watt. Questo collegamento è in grado di descrivere una breve linea retta verticale. È costituito da collegamenti di uguale lunghezza AB e CD, che sono incernierati rispettivamente a A e D. Il punto medio E del collegamento di collegamento bc traccia un modello di figura otto sull'escursione del meccanismo completo, ma una linea retta è rintracciata in parte dell'escursione perché il punto E diverge a sinistra nella parte superiore della corsa e verso destra nella parte inferiore del il tratto. Il produttore di strumenti scozzesi James Watt usò questo collegamento in una pompa a fascio a vapore intorno al 1769, ed era anche un meccanismo di spicco nelle prime macchine a vapore.
Un altro esempio di generatore di linea retta è il generatore di linea retta Scott Russell. Questo collegamento può anche descrivere una linea retta. Il collegamento AB è incernierato nel punto A e appuntato a Link CD nel punto B. Il cd di collegamento è incernierato su un rullo nel punto C, il che lo limita al movimento oscillante orizzontale.
Collegamenti rotanti/lineari
I collegamenti rotanti/lineari, noti anche come meccanismi di scorrimento del scorrimento, sono dispositivi meccanici che convertono il movimento rotante in movimento lineare o viceversa. Sono costituiti da tre collegamenti: una manovella rotante, un'asta di collegamento scorrevole e un blocco scorrevole o un pistone.
La manovella è una leva rotante collegata a un motore o un motore, mentre l'asta di collegamento è un collegamento rigido che scivola avanti e indietro all'interno di un canale o uno slot. Il blocco scorrevole o il pistone è attaccato all'estremità dell'asta di collegamento e si muove in direzione lineare.
Mentre la manovella ruota, sposta l'asta di collegamento avanti e indietro, causando il muoversi del blocco scorrevole o del pistone in direzione lineare. Questo movimento lineare può essere utilizzato per eseguire lavori, come guidare una pompa, sollevare un carico o spostare una cintura del trasportatore.
Il contrario è anche vero: il movimento lineare può essere convertito in movimento rotante. Quando viene applicata una forza sul blocco scorrevole o sul pistone, sposta l'asta di collegamento avanti e indietro, causando la ruota della manovella. Questo movimento rotante può essere usato per alimentare un generatore, una lama di sega o una ruota di macinazione.
I meccanismi di scorrimento del cursore sono ampiamente utilizzati in varie applicazioni, tra cui motori, pompe, compressori e molti tipi di attrezzature di produzione. Sono efficienti, affidabili e facili da mantenere, rendendoli una componente essenziale di molti processi industriali.
Come funziona un meccanismo scozzese
Un meccanismo scozzese è un tipo di meccanismo di movimento alternativo che converte il movimento rotante in movimento lineare. Prende il nome dall'ingegnere scozzese James Watt che lo ha usato nei motori a vapore.
Il meccanismo è costituito da un albero motore rotante con un perno, chiamato giogo, attaccato ad esso. Il giogo si muove avanti e indietro lungo una linea retta, guidata da una fessura in un blocco scorrevole o un cursore. Il cursore è collegato a un pistone o altro dispositivo che richiede un movimento lineare.
Mentre l'albero a gomiti ruota, il giogo si muove avanti e indietro in linea retta, spingendo e tirando il cursore con esso. Il movimento del cursore può essere utilizzato per eseguire lavori, come i fluidi di pompaggio o gli oggetti che si muovono lungo una traccia.
Il vantaggio chiave del meccanismo scozzese è che fornisce un movimento di velocità regolare e costante al cursore, a differenza di altri meccanismi che possono produrre movimenti a scatti o irregolari. Tuttavia, ha anche alcuni svantaggi, come ad alta attrito e usura a causa del contatto scorrevole tra il giogo e il cursore, e la necessità di un allineamento preciso del giogo e del cursore per evitare l'associazione.
Nel complesso, il meccanismo scozzese è un modo semplice ed efficace per convertire il movimento rotante in movimento lineare ed è stato utilizzato in una vasta gamma di applicazioni, tra cui motori, pompe e attrezzature di produzione.
Come funziona un meccanismo da rotante a linee
Un meccanismo da rotante a lineare è un tipo di meccanismo che converte il movimento rotazionale in movimento lineare. Ciò può essere ottenuto attraverso una varietà di meccanismi, ognuno con i propri vantaggi e svantaggi unici.
Un tipo comune di meccanismo da rotazione a lineare è il meccanismo a vite, che consiste in una vite e un dado. La vite ha un albero filettato che viene ruotato da un motore o altra fonte di movimento rotante. Il dado viene infilato sulla vite e si muove lungo la lunghezza della vite mentre ruota. Questo movimento lineare può essere utilizzato per eseguire lavori, come spostare una piattaforma o sollevare un carico.
Un altro tipo di meccanismo da rotante a lineare è il meccanismo dell'albero motore, che è comunemente usato nei motori. L'albero a gomiti ha una serie di pedivelle o riviste che sono compensate dalla linea centrale dell'albero. Mentre l'albero ruota, le pedivelle spingono e tirano le aste di collegamento che sono attaccate a pistoni o altri dispositivi che richiedono un movimento lineare.
Ancora un altro tipo di meccanismo da rotante a lineare è il meccanismo a camme, che utilizza una camon rotante per produrre un movimento lineare. La camma ha una forma non circolare che provoca un follower, come un rullo o una leva, si muove in un percorso lineare mentre la camma ruota. Questo può essere utilizzato per svolgere una varietà di funzioni, come le valvole di apertura e chiusura o spostare una piattaforma lungo una pista.
Nel complesso, i meccanismi da rotante a lineare sono componenti essenziali in molte macchine e dispositivi. La scelta del meccanismo dipende da fattori come la quantità richiesta di movimento lineare, la velocità e l'accuratezza del movimento e lo spazio disponibile e le fonti di potenza.
Per comprendere le altre classi di leve, abbiamo creato alcuni post di blog su quelli mostrati di seguito:
